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公開番号2025016531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024182521,2021512216
出願日2024-10-18,2019-09-05
発明の名称電気手術発生器制御システム
出願人アプライドメディカルリソーシーズコーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類A61B 18/12 20060101AFI20250128BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】全ての動的条件下で組織又は血管を密封、溶解、及び/又は切断するための最適RF出力を有する発生器を提供することによって手術結果を高めるためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】デジタル閉ループ制御システムは、RFエネルギを発生するためのRF増幅器と、接続可能な電気手術器具に供給されるRFエネルギの電気特性、例えば、電圧、電流、及び電力を継続的にモニタするためのフィードバックシステムと、フィードバックシステムからの測定データを処理し、かつあらゆる変化する条件下で望ましい調整ターゲットを満足するようにRF増幅器の出力を調節するためのマイクロコントローラとを含むことができる。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
電気手術ＲＦエネルギを手術部位に供給する電気手術発生器と共に使用されるデジタル閉ループ制御システムであって、
前記手術部位に前記供給されたＲＦエネルギの電気的性質を同時手術条件として継続的にモニタし、かつそれに関連するデジタルＲＦ信号を発生させるためのフィードバックシステムと、
前記フィードバックシステムからの前記発生されたＲＦ信号に応答して、前記供給されたＲＦエネルギを複数の調整モードにわたって発生させて外科手順のための最適ＲＦ出力をあらゆる手術条件、作動条件、又は手順条件下で提供するＲＦ増幅器を調整かつ制御するように可変利得係数を用いて構成されたマイクロコントローラと、
を含むことを特徴とするデジタル閉ループ制御システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記フィードバックシステムは、前記ＲＦ出力の電気的性質を少なくとも１つのチャネルを通じて測定して該測定されたデータを前記マイクロコントローラにデジタル送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項３】
前記マイクロコントローラは、前記測定データを受信し、それに関連する電力計算を実行して電圧、電流、及び電力の測定された大きさを取得し、かつ前記複数の調整モードの各々に対する個々の誤差値を計算するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項４】
前記マイクロコントローラは、前記計算された誤差値に基づいて１つの調整モードを選択するように更に構成され、
前記調整モードは、最もポジティブな誤差値に基づいて選択される、
ことを特徴とする請求項３に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項５】
前記個々の誤差値は、望ましい電圧、電流、及び電力設定値を該電圧、電流、及び電力の前記測定された大きさから減算することによって計算されることを特徴とする請求項３に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項６】
前記マイクロコントローラは、前記複数の調整モードの各々に対する可変利得係数を演算して該計算された誤差値に基づいて１つの可変利得係数を選択するように更に構成され、
前記可変利得は、最もポジティブな誤差値に基づいて選択される、
ことを特徴とする請求項３に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項７】
前記複数の調整モードは、電圧、電流、及び電力調整モードのうちの１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサは、１次完全プログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及び１次プロセッサを含み、
前記１次プロセッサは、前記複数のＲＦ調整モードの各々に対する望ましいＲＦ出力値又は設定値を確立するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項９】
前記望ましいＲＦ値又は設定値は、デバイススクリプトによって提供されることを特徴とする請求項８に記載のデジタル閉ループ制御システム。
【請求項１０】
前記複数の調整モードに対する前記可変利得係数は、望ましいＲＦ値又は設定値、測定データの計算された大きさ、計算された組織インピーダンス負荷、及び累積誤差値、又はそのいずれかの組合せを使用して特殊アルゴリズムによって演算されることを特徴とする請求項１に記載のデジタル閉ループ制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、これにより全ての目的に対してその全体が引用によって明示的に組み込まれる２０１８年９月５日出願の同時係属米国仮特許出願第６２／７２７，１９５号の利益を主張するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【０００２】
本発明の開示は、一般的に電気手術発生器システム及び方法に関連し、より詳細には、組織又は血管を密封、溶解、及び／又は切断するための最適無線周波数（ＲＦ）エネルギを提供するために発生器の出力を動的に調整するように構成された電気手術制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ある一定の外科的タスクを実行するために無線周波数（ＲＦ）エネルギを使用する電気手術ハンドデバイス又は器具が利用可能になっている。電気手術器具は、電気エネルギが電気手術発生器から供給されるように構成された１又は２以上の電極を含むことができる。電気エネルギは、それが印加される組織を溶解、密封、又は切断するのに使用することができる。そのような電気手術又は手術器具の例は、捕捉器具、はさみ、ピンセット、ブレード、又はニードルを含むことができる。
【０００４】
電気手術器具は、典型的に２つの分類、すなわち、単極及び双極に該当する。単極器具では、電気エネルギは、高電流密度で器具上の１又は２以上の電極に供給され、一方で個別の戻り電極が、患者に電気的に結合され、かつ多くの場合に電流密度を最小にするように設計される。単極電気手術器具は、ある一定の手順では有用である可能性があるが、戻り電極の機能に少なくとも部分的に帰属することが多い電気火傷のようなある一定のタイプの患者損傷のリスクを含む可能性がある。双極電気手術器具では、１又は２以上の電極は、第１の極性の電気エネルギのソースに電気的に結合され、１又は２以上の他の電極は、第１の極性とは反対の第２の極性の電気エネルギのソースに電気的に結合される。別々の戻り電極なしで作動する双極電気手術器具は、低減したリスクで集中組織区域に電気信号を送出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、双極電気手術器具の比較的集中した手術効果によってさえも、手術結果は、外科医技術に非常に依存することが多い。この依存性を低減するために強化された発生器が作られている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
様々な実施形態により、組織を密封、溶解、及び／又は切断するための電気手術システムを提供する。電気手術システムは、電気手術発生器と電気手術器具又はデバイスとを含むことができる。電気手術発生器は、本発明の実施形態により、電気手術又は無線周波数（ＲＦ）エネルギの送出を調整し、ＲＦエネルギを調節し、かつ様々な実施形態では接続可能な電気手術器具に供給されるＲＦエネルギの電気的性質、例えば、位相、電流、電圧、及び電力を測定かつモニタするデジタル閉ループ制御システムを含むことができる。様々な実施形態では、デジタル制御システムは、ＲＦ出力の電圧、電流、及び電力の測定及び調整における安定性を保証しながら精度を高める。これは、例えば、可変負荷、手順条件、又は作動条件のような動的条件下で組織／血管を密封、溶解、及び／又は切断するための最適ＲＦ出力を提供する。
【０００７】
本発明の一態様により、電気手術ＲＦエネルギを手術部位に供給する電気手術発生器と共に使用するためのデジタル閉ループ制御システムを提供する。デジタル閉ループ制御システムは、供給されたＲＦエネルギの電気的性質を継続的にモニタし、かつそれに関連するデジタルＲＦ信号を発生するフィードバックシステムと、あらゆる手術条件、作動条件、又は手順条件下で外科手順のための最適ＲＦ出力を提供するために複数のＲＦ調整モードにわたって供給ＲＦエネルギを発生するＲＦ増幅器を調整かつ制御するように可変利得係数を用いて構成されたマイクロコントローラとを含むことができる。
【０００８】
本発明の第２の態様により、電気手術器具を通して電気手術ＲＦエネルギを手術部位に供給する電気手術発生器を動的に制御する方法を提供する。本方法は、複数のＲＦ調整モードに対する望ましいＲＦ設定値又はターゲット値を取り出して望ましいＲＦ設定値でのＲＦエネルギを発生させる段階と、フィードバックシステムからの少なくとも１つのチャネルを通じてＲＦ出力の電気特性を測定して測定データの実数及び虚数成分をマイクロコントローラに通信する段階とを含む。マイクロコントローラは、送信データを受信した後に、電力計算を実行して複数のＲＦ調整モードの各々に対する測定データと組織インピーダンス負荷との大きさを取得する。
【０００９】
本方法は、誤差信号を複数のＲＦ調整モードにわたって発生させ、１つの調整モードを計算誤差値に基づいて選択する段階と、特殊アルゴリズムを使用して複数の調整モードの各々に対して可変利得係数を計算し、１つの可変利得を計算誤差値に基づいて選択する段階と、電気手術発生器のＲＦ増幅器のＢｕｃｋ及びＨ－ブリッジ回路のための出力制御信号を決定する段階と、発生器の望ましい出力値を維持するために出力制御信号に応答して電気手術発生器のＲＦ出力の量を制御する段階とを更に含む。
【００１０】
本発明の第３の態様により、外科手順を実行するための電気手術システムを提供する。電気手術システムは、ＲＦエネルギを手術部位に供給するようになった電気手術発生器と、電気手術発生器に接続された電気手術器具とを含むことができる。電気手術器具は、電気手術ＲＦエネルギを手術部位で組織に印加するようになった少なくとも１つの能動電極を有する。電気手術発生器は、複数のＲＦ調整モードにわたって誤差信号を発生させて１つの調整モードを選択する段階と、複数の調整モードに対する可変利得係数を演算して１つの可変利得係数を選択する段階と、選択誤差信号を積分して積分信号を発生させて発生積分信号を選択可変利得係数によって乗算する段階と、予想出力電圧及び発生積分信号をそれぞれ使用してＲＦ増幅器のＢｕｃｋ及びＨ－ブリッジ回路に対する負荷サイクルを駆動する段階とを引き起こすように構成された１次ＦＰＧＡ（完全プログラマブルゲートアレイ）を含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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